BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用研究

程 建 華

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

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BIM技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用研究

程 建 華

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

論述了橋梁施工中應(yīng)用BIM技術(shù)的必要性，并結(jié)合工程實(shí)例，分析了BIM技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的模擬與優(yōu)化技術(shù)，指出BIM技術(shù)在橋梁施工中具有信息完整、模型關(guān)聯(lián)性及可視化等優(yōu)勢(shì)。

BIM技術(shù)，橋梁工程，施工管理，模型

0 引言

BIM技術(shù)就是對(duì)建筑信息模型進(jìn)行合理應(yīng)用，其是一種新型的建筑工程項(xiàng)目方式和理念，在許多建筑工程項(xiàng)目中都發(fā)揮著重要作用，并體現(xiàn)出了不錯(cuò)的應(yīng)用價(jià)值。這一點(diǎn)在橋梁工程項(xiàng)目中也有著不錯(cuò)體現(xiàn)，因此在橋梁工程施工中要對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 橋梁工程施工中應(yīng)用BIM技術(shù)的必要性

橋梁工程的總體規(guī)模較大，這種規(guī)模較大的橋梁的各部位的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的體積也較大。大結(jié)構(gòu)構(gòu)件增加了工程的施工難度，同時(shí)對(duì)施工人員、施工技術(shù)、相關(guān)管理人員等多個(gè)方面都提出了更高的要求。

在具體分析過(guò)程中，從橋梁工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)角度入手，橋梁工程的結(jié)構(gòu)通常都比較復(fù)雜，因此其設(shè)計(jì)和施工都存在一定難度。尤其是針對(duì)一些傳統(tǒng)的建筑而言，在具體設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中，要對(duì)橋梁工程的具體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性等多項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行合理分析，只有這樣才能確保橋梁工程的最終施工效果達(dá)到期望標(biāo)準(zhǔn)，避免施工中出現(xiàn)錯(cuò)誤，以及引發(fā)相關(guān)的安全問(wèn)題[1]。

分析過(guò)程中，從環(huán)境角度入手，橋梁工程在具體施工中會(huì)受到周?chē)h(huán)境的影響，外界因素的影響，會(huì)導(dǎo)致橋梁工程的質(zhì)量降低，同時(shí)也會(huì)對(duì)施工的安全性以及進(jìn)度產(chǎn)生不良影響。外界因素對(duì)橋梁工程的影響，在無(wú)形之中增加了橋梁工程的設(shè)計(jì)難度。通過(guò)對(duì)大量橋梁工程的施工進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在橋梁工程的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，施工難度較大。因此，要想提升施工效果，就必須做好相應(yīng)的管理工作，這是施工中對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的一個(gè)重要條件。

2 BIM技術(shù)在橋梁工程施工中的具體優(yōu)勢(shì)

將BIM技術(shù)合理的應(yīng)用在橋梁工程施工中，具有明顯優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

2.1 信息完整

BIM技術(shù)在橋梁工程施工中應(yīng)用，一項(xiàng)突出的優(yōu)勢(shì)就是信息較為完整。具有完整的信息，表明在橋梁工程施工中，可以依據(jù)橋梁工程中具體構(gòu)件和結(jié)構(gòu)類(lèi)型，對(duì)橋梁工程的具體情況進(jìn)行全面解讀與分析，具體應(yīng)用到橋梁工程建設(shè)中，也有著不錯(cuò)體現(xiàn)，從而為橋梁工程的建設(shè)提供不錯(cuò)的控制輔助，提高橋梁工程的施工效率和工程的最終質(zhì)量[2]。

2.2 模型關(guān)聯(lián)性

模型關(guān)聯(lián)性是BIM技術(shù)橋梁工程建設(shè)中應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵體現(xiàn)，也就是說(shuō)通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)成的建筑信息模型，能夠在橋梁工程的各個(gè)構(gòu)件之間的關(guān)系以及作用機(jī)制上全面呈現(xiàn)，這樣也就可以確保相關(guān)人員，在具體工作中，對(duì)這種關(guān)聯(lián)機(jī)制進(jìn)行合理應(yīng)用，從而確保橋梁工程的整體建設(shè)水平能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3 模型可視化

將BIM技術(shù)合理的應(yīng)用到橋梁工程建設(shè)中，還能夠達(dá)到模型可視化效果，這種可視化可以幫助橋梁工程的設(shè)計(jì)人員以及施工人員，更加準(zhǔn)確的了解工程在設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中關(guān)鍵點(diǎn)，為工程的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)與施工的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化，有效的避免了工程后續(xù)建設(shè)中出現(xiàn)的一些人為錯(cuò)誤，最大程度提高工程失效效果，提升工程質(zhì)量[3]。

3 BIM技術(shù)橋梁工程建設(shè)中的具體應(yīng)用

3.1 工程案例

某大橋其跨徑608 m，橋全程長(zhǎng)1 008 m，兩岸桿塔高分別為207.4 m和196.7 m，橋面有76對(duì)斜拉鋼索拉托橋面。該橋梁的索塔主要由橫梁、塔柱構(gòu)成鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。在橋梁工程具體施工過(guò)程中，采用的各項(xiàng)材料中，以預(yù)制件為主，將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)之后，再進(jìn)行拼裝、焊接、螺栓連接等作業(yè)，由此可見(jiàn)在整個(gè)施工過(guò)程中，對(duì)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的要求都較高，則對(duì)構(gòu)件的生產(chǎn)和尺寸設(shè)計(jì)都有很高要求，若生產(chǎn)構(gòu)件與現(xiàn)場(chǎng)情況存在不符的情況，為了確保工程的最終質(zhì)量，需要重新對(duì)構(gòu)件進(jìn)行生產(chǎn)，這不僅會(huì)對(duì)工程的施工周期造成不良影響，而且會(huì)導(dǎo)致工程的施工成本上升。因此，為了確保橋梁工程施工的順利進(jìn)行，該項(xiàng)目在施工中，利用BIM技術(shù)進(jìn)行輔助管理。

3.2 施工過(guò)程的模擬與優(yōu)化

本橋梁工程具體施工中，施工人員通過(guò)BIM技術(shù)，使搭建的橋梁模型與施工進(jìn)度表相結(jié)合，并且對(duì)整個(gè)橋梁工程施工過(guò)程中進(jìn)行了模擬，項(xiàng)目管理人員與BIM建模師兩者相協(xié)作，共同發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且采取合理的措施解決問(wèn)題。該過(guò)程中的實(shí)施是基于項(xiàng)目人員調(diào)整施工過(guò)程進(jìn)行的，對(duì)BIM模型進(jìn)行更新，直到獲取施工項(xiàng)目人員認(rèn)可的施工順序?yàn)橹埂?/p>

例如，斜拉橋鋼箱梁合龍施工中，施工人員就對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)應(yīng)用，采取了虛擬合龍。理論上，合龍段的長(zhǎng)度為4.3 m，重量約為89.6 t(包含排水管、風(fēng)嘴重量)。在具體施工中，通過(guò)對(duì)溫度配切法進(jìn)行合理應(yīng)用，通過(guò)4臺(tái)橋面吊機(jī)同時(shí)抬吊施工。由于本橋的跨度超過(guò)了600 m，因?yàn)闇囟让孔兓? ℃，都將會(huì)導(dǎo)致合龍間隙出現(xiàn)7.0 mm左右的改變，由此可見(jiàn)，本橋梁工程在具體施工中，對(duì)合龍精度有著較高要求，并且工程的施工周期較緊。

在具體施工中，通過(guò)激光測(cè)距儀與BIM技術(shù)相結(jié)合，觀測(cè)合龍口位置，鎖定勁性骨架后，進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)分析，最終找到理想的合龍溫度，然后在該溫度下，得出合龍段的尺寸和形狀。利用手持激光測(cè)距儀完成對(duì)合龍寬度的測(cè)量，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與BIM模型進(jìn)行對(duì)比分析，最終對(duì)合龍的長(zhǎng)度、形狀等各項(xiàng)內(nèi)容加以確定。在此基礎(chǔ)之上，BIM建模人員，依據(jù)合龍口的具體狀態(tài)，通過(guò)修改參數(shù)、檢查合龍段的配切長(zhǎng)度是否達(dá)到施工的具體要求，對(duì)合龍段進(jìn)行模擬，然后將配切后的模型放入到合龍口中，然后進(jìn)行校核，該過(guò)程可以精準(zhǔn)、直觀反映鋼箱合龍施工的具體過(guò)程。

3.3 優(yōu)化施工管理

橋梁是一種特殊結(jié)構(gòu)形式，在具體施工中，要依據(jù)施工的具體情況，對(duì)施工中使用的材料以及工程的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)[4]。通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行可視化施工模擬，可以對(duì)真實(shí)的施工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo)，從而讓施工人員能夠更好的對(duì)施工工藝、流程、安全隱患等各項(xiàng)內(nèi)容有一個(gè)全面了解，這一方面能夠起到控制施工中的各種問(wèn)題的作用，另一方面也能夠提高管理效率，降低管理問(wèn)題的發(fā)生幾率。可以提前發(fā)現(xiàn)在橋梁工程具體施工中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，并采取合理的措施，提前對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題加以解決，改變了傳統(tǒng)管理模式，由傳統(tǒng)的“被動(dòng)管理”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)管理”，使施工現(xiàn)場(chǎng)管理變得更加簡(jiǎn)單，降低了施工事故的發(fā)生幾率。

例如，在本次工程施工中，管理鋼箱梁施工中，鋼箱梁一共分為6種類(lèi)型，標(biāo)準(zhǔn)梁有A型,B型,C型三種類(lèi)型，合龍段F型，鋼筋混合段E型，特色段D型，每個(gè)鋼箱梁施工現(xiàn)場(chǎng)都需要完成拼裝、焊接、螺栓連接等多項(xiàng)作業(yè)。并且要認(rèn)真考慮鋼箱梁的制作順序、存放位置等多項(xiàng)內(nèi)容，如果存在失誤，將會(huì)對(duì)工程的進(jìn)度造成制約，對(duì)施工的順利開(kāi)展將會(huì)產(chǎn)生不良影響，傳統(tǒng)的材料管理就是通過(guò)EXCEL表格完成。而利用BIM技術(shù)，進(jìn)行可視化動(dòng)態(tài)管理，掌握關(guān)于鋼箱梁物料數(shù)據(jù)信息，并且進(jìn)行科學(xué)管理與記錄。在橋梁工程施工中，可以大幅度緩解鋼箱梁跟蹤產(chǎn)生的壓力，有利于施工人員查看鋼箱梁信息，加快工序銜接，提升項(xiàng)目質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)在橋梁工程項(xiàng)目的施工中進(jìn)行應(yīng)用，不僅可以體現(xiàn)在工程的方案設(shè)計(jì)和工序優(yōu)化上，同時(shí)在橋梁工程的具體施工中，也發(fā)揮著重要作用，并且能夠提升其應(yīng)用效果，確保橋梁工程能夠依照預(yù)期開(kāi)展。

[1] 于景飛,謝宇晨.BIM技術(shù)在工程管理與施工成本控制中的應(yīng)用[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015(5):1-3.

[2] 馬也犁.BIM技術(shù)在非對(duì)稱外傾拱橋施工中的應(yīng)用[A].第二屆全國(guó)BIM學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].2016.

[3] 趙亞寧,趙星婕.BIM技術(shù)在橋梁施工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].智能城市,2016(10):172.

[4] 曹旭光,楊偉名.BIM技術(shù)在橋梁工程設(shè)計(jì)與施工中的應(yīng)用研究[J].四川水泥,2016(4):85.

On application of BIM technique in bridge construction

Cheng Jianhua

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

The paper indicates the necessity for the BIM technique application in the bridge construction, analyzes the simulation and optimal technique of the BIM technique in the bridge engineering construction by combining with the engineering cases, and points out the technique has complete information, model relevance and visual property in the bridge construction.

BIM technique, bridge project, construction management, model

1009-6825(2017)13-0190-03

2017-02-23

程建華(1978- )，男，工程師

U445

A